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地理必修第一册 第1章 第4节 教学设计
第1章　宇宙中的地球
第4节　地球的圈层结构
目录
一、学习目标
二、必备知识
三、情景探究
探究一：地球的内部圈层
探究二：地球的外部圈层
第1章　宇宙中的地球
第4节　地球的圈层结构
一、学习目标
1．结合示意图，掌握地球的外部圈层结构，并了解各圈层的主要特点。
2．依据地震波的传播特点，说明地球内部圈层的划分和结构特点。
3．结合实际案例，说明各圈层的相互关系，理解圈层之间的相互作用构成人类赖以生存的地理环境。
二、必备知识
（一）地球的内部圈层结构
1．地震波
(1)分类：图中S表示横波，P表示纵波。
(2)特性
(3)波速变化
不连续面 地下深度 波速变化
莫霍界面 33千米(大陆平均) 该不连续面下，横波和纵波的速度都明显增加
古登堡界面 2 900千米 纵波传播速度突然下降，横波完全消失
2．圈层划分
(1)依据：地震波在地球内部传播速度的变化。
(2)界面：图中C为莫霍界面，D为古登堡界面。E为内核，F为外核，G为地幔，H为地壳。
(3)圈层划分及特点
①地壳(H)：固体岩石组成，厚薄不一（海洋地壳薄，大陆地壳厚）。
②地幔(G)：分为上地幔和下地幔。上地幔上部存在软流层，可能是岩浆的主要发源地。上地幔顶部与地壳构成岩石圈。
③地核
3. 在莫霍界面和古登堡界面附近，地震波的速度发生了突然的变化，这说明了什么问题？
提示：横波、纵波的传播媒介不同，其波速变化说明了传播媒介的变化，因此可从组成物质的变化上思考分析。
4. 地壳与岩石圈的区别与联系
地壳位于莫霍界面以上，是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬的外壳。岩石圈不同于地壳，岩石圈包括地壳和上地幔顶部（软流层以上部分）。
（二）地球的外部圈层结构
1．大气圈
由气体和悬浮物质组成的复杂系统，它的主要成分是氮气和氧气。
2．水圈
(1)组成：地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋。
(2)特点：水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用。
3．生物圈
(1)概念：是地球表层生物及其生存环境的总称。
(2)范围：集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。
(3)意义：在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。
[特别提醒]　(1)大气圈和水圈是根据地球外部自然地理环境划分出来的，生物圈则是将生物生存的环境划为整体圈层，这是因为生物存在的范围较广，与其他圈层之间存在交融。
(2)地球的内部圈层分层明显，但地球的外部圈层却是相互渗透、相互联系的，分层不明显。
4. 将地球圈层与对应特征连线。
三、情景探究
探究一：地球的内部圈层
阅读教材P22图1.34　地球内部地震波传播速度与圈层结构示意，探究下列问题。
问题1　（综合思维）地震波分为哪几类？其传播速度有何特点？
提示：地震波分为纵波和横波，在不同介质中传播速度不同。其中，纵波的传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播；横波的传播速度较慢，只能通过固体传播。
问题2　（区域认知）地球内部可分为哪几个圈层？它们分别是哪种物质形态？
提示：地球内部可以分为地壳、地幔和地核三个圈层。地幔分为上地幔和下地幔；地核分为外核和内核。地壳、地幔、内核为固体，上地幔上部软流层岩石部分融化，外核是液态的金属物质。
归纳提升
1．地球内部圈层划分图示
以莫霍界面和古登堡界面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
岩石圈不仅包括地壳，还包括上地幔顶部（软流层以上部分）。
2．地球内部圈层具体划分及特点
以莫霍界面和古登堡界面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层，具体比较见下表。
圈层名称 不连续面 厚度/km 特征
地壳 （莫霍 界面） （古登堡 界面） 平均33 ①固体外壳；②大陆地壳厚，海洋地壳薄
地幔 上地幔 2 900 ①固态；②上部存在一个软流层
下地幔 ①可能为固态；②温度很高，压力和密度均很大
地核 外核 3 400 接近液态，横波不能通过
内核 ①固态；②温度很高，压力和密度很大
探究二：地球的外部圈层
科技日报2021年12月10日报道：近日，由我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器搭乘“探索一号”科考船，在马里亚纳海沟完成了我国今年第二阶段的科考任务，目前已经返航三亚。本次科考中，“奋斗者”号载人潜水器共下潜23次，其中6次超过了万米，最深下潜至10 909米，更是在地球最深的海沟——马里亚纳海沟“挑战者深渊”最深区域进行了科考作业，也采集了一些珍贵的深海水体、深海岩石等样本，同时还在万米深渊捕捉到了海星、海参等海洋生物。这对未来开展不同深渊探索、地质与生命多学科研究提供了十分宝贵的资料。
问题1　（区域认知）“奋斗者”号采集到样品的位置处于地球的哪些圈层？
提示：该位置处于地球外部圈层的水圈和生物圈。
问题2　（综合思维）“奋斗者”号最大下潜深度的位置处于哪个板块上？该板块属于地球的哪个圈层？
提示：处于太平洋板块；属于岩石圈。
归纳提升
1．地球外部圈层的组成及特征
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互渗透，形成了人类赖以生存和发展的自然环境。各圈层的基本概况如下表所示：
圈层 组成 特征
大气圈 气体和悬浮物质，主要成分是氮气和氧气 密度随着高度的增加而降低，是地球生命生存的基础条件之一
水圈 由液态水、气态水和固态水组成 陆地水与人类社会的关系最为密切，水圈的水处于不间断的循环运动之中
生物圈 生物及其生存环境 生物圈与其他圈层相互渗透、相互影响，共同组成了地球的生态系统，生物是这个系统中的主体和最活跃的因素
2．生物圈的特殊性
(1)组成成分特殊：生物圈由所有生物和它们的生存环境组成，是唯一有生命存在的有机圈层，也是最活跃的圈层。
(2)空间分布范围特殊：生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，是唯一不独立占有空间的圈层。
(3)形成过程特殊：生物圈寓于大气圈、水圈、岩石圈之中，离开了它们，生物圈将不复存在。生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果，也正因为如此，这些圈层才能紧密相连。

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